一种风力发电机蓄电池在线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力系统领域，具体涉及一种风力发电机蓄电池在线监测系统。
【背景技术】
[0002]蓄电池作为能量存储介质，已经广泛应用于社会的各行各业，特别是近年来在风力发电行业的应用，风力发电机组单体蓄电池在串并联成组使用时由于各个蓄电池的特性不一样，动态内阻不相同，长时间使用，风机蓄电池组会出现电压不均衡的现象，在使用额定电压对风机蓄电池组进行充电时，在充电的过程中出现风机蓄电池电压不均衡，当其中有一节电池的电压很高，其他电池电压还没有到恒压阶段，那么出现的现象就是该节电池因为过充而出现损坏，放电的时候也会出现同样的问题，如果长期使用，电池的寿命下降的会非常快。
[0003]蓄电池智能在线监测系统，是一套分布式蓄电池运行和性能状态监测系统，可以实时监测电池组内每个单体蓄电池电池的内阻，温度，电压，充放电电流等参数，并能通过软件对上传到数据库的数据进行综合分析，如果有故障能及时报警，提高蓄电池在运行中的可靠性、安全性和有效性。
[0004]目前对蓄电池组常规采用充电机对一组电池组进行在线充电，利用在蓄电池组上安装监测单元来完成对蓄电池组内阻，端电压的实时监测，方法简单，但是监测数据参数不完整，给蓄电池组的日常维护和检修带来十分不便。
[0005]申请号为201220482454.3的中国专利公开了一种蓄电池组在线监测均衡系统，包括数据采集处理单元、上位机、活化和均衡单元，数据采集处理单元将采集的数据处理后发送至PLC控制器并与PLC控制器进行数据互换，所述的PLC控制器还连接有与电池组连接的均衡活化单元和温度监测单元。
[0006]该专利虽然提供了一种可以监测蓄电池组内阻、端电压外，还增加了监测蓄电池组容量、监测单体蓄电池温度、实现蓄电池在线活化、均衡处理的蓄电池组在线监测均衡系统，但是数据采集单元、数据处理单元、PLC控制器、人机界面和上位机需要有线连接，这样的结构复杂，还有投入巨大的安装成本，限制技术使用和推广，操作不便等问题。
[0007]此外，目前风电行业就变桨蓄电池的维护而言最常规的做法是至少每年对蓄电池组进行一次核对性放电测试，因为如果蓄电池组长时间都不进行一次充/放电，蓄电池组电解液就会出现分层现象，即电解液会分解为酸溶液浓度不同的液体层，这样就会影响到蓄电池在断电时的供电能力，这种现象会最终导致在硫酸浓度较高的区域出现极板腐蚀。
[0008]采取这种计划性定期维护，由于两次维护间隔时间太长而并不能连续监测蓄电池的状态；同时用户在进行过放电测试后的第二天就不能保证蓄电池组是否将会正常运行下去；另外，放电测试通常会消耗几个小时甚至几天的时间，而且蓄电池组安装在风机顶部机舱内，维护极其不便且工作量巨大，这是一个高成本、对电池具有破坏性、不安全的过程。
[0009]鉴于以上原因，特提出本实用新型。
【发明内容】
[0010]针对以上提出的问题，本实用新型提供了一种风力发电机蓄电池在线监测系统，该均衡系统通过蓄电池组在线监测系统控制，利用蓄电池单体监测模块实现单体蓄电池电压、温度、内阻、形变的在线监测，并能够通过多传感器数据的融合分析，传感器定时启动测量和发送被监测点的状态数据，这些数据通过无线传输到蓄电池组监测主机进行管理、计算、分析，从而实现蓄电池的均衡充电，并且在蓄电池组上连接有PTC放电负载模块，接收蓄电池组监测主机发送的命令，预测蓄电池性能的变化，提供准确可靠的电池参数，定期启动蓄电池组的放电功能，进行蓄电池的定期维护。
[0011]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
[0012]—种风力发电机蓄电池在线监测系统，包括由多个串联的单体蓄电池组成的蓄电池组，蓄电池组监测主机、PTC放电负载模块、多个蓄电池单体监测模块，所述的蓄电池组监测主机与蓄电池单体监测模块通讯连接，所述的蓄电池组连接有PTC放电负载模块，每个所述的单体蓄电池并联一个蓄电池单体监测模块，所述的蓄电池单体监测模块包括均衡模块。
[0013]其中，所述的蓄电池组监测主机监测到的数据通过光电转化器转换给网络信号通过交换机传到蓄电池管理主机上，在蓄电池管理监控平台上监测数据汇集、图形化展示、阈值比较、监测预警、标准化数据通信等功能，所述的蓄电池管理主机由主机及组态化监控软件组成，集成了各种通讯协议，图形化人机交互界面和完备稳定的数据库，同时将数据上传云平台进行数据存储、计算分析，云平台经过移动互联网与手机APP连接。
[0014]进一步的，所述的均衡模块为被动均衡模块，被动均衡模块为电阻，当蓄电池组中某一个单体蓄电池充满电时，均衡装置将立刻启动，该电阻把多余的能量转化为热能而消耗掉，对未充满的单体蓄电池继续充电。
[0015]进一步的，所述的蓄电池单体监测模块还包括电压传感器、温度传感器、形变传感器，每个传感器都具有唯一的ID，可以实时准确的测量每一个单体蓄电池的电压、温度、形变等情况，单体蓄电池的电压、温度、形变等情况可以通过传感器无线传输到蓄电池组监测主机，这样可以实时监测单体蓄电池电压、温度、内阻和形变情况，实现对蓄电池的保护，更加全面的监测蓄电池的数据，对于蓄电池的日常维护起到重要的作用。
[0016]进一步的，每个所述的蓄电池单体监测模块连接有开关，所述的蓄电池组监控主机控制开关的开启/关闭，蓄电池组监控主机可以通过蓄电池单体监测模块发送的数据，判断测量的参数是否达到预设值，发出命令，启动或关闭蓄电池单体监测模块，实现单体蓄电池的被动均衡，从而保证蓄电池组的均衡充放电。。
[0017]进一步的，还包括数据传输基站，所述的蓄电池监测主机与数据传输基站通讯连接，数据传输基站用于接收从蓄电池组监测主机发送的数据，通过以太网转光纤模块连接到风机内的光纤备用芯，然后将数据上传到升压站内的蓄电池管理主机监控平台上。
[0018]进一步的，所述的数据传输基站通过光电转化器连接有交换机的输入端，交换机的输出端连接有蓄电池管理主机，所述的蓄电池管理主机通讯连接云平台，所述的云平台通讯连接智能终端，通过智能终端对数据进行分析处理。
[0019]进一步的，所述的数据传输基站通过网线连接有无线空气温湿度传感器和无线门磁传感器，无线空气温湿度传感器检测机舱内环境温湿度的变化，无线门磁传感器能够实现机舱舱门的开启/关闭。
[0020]进一步的，所述的无线空气温湿度传感器包括微功耗MCU、数字温度传感器、数字RF收发器、锂亚电池、外壳和天线。
[0021 ]进一步的，所述的无线门磁传感器包括微功耗M⑶、数字RF收发器、磁传感器。
[0022]更进一步的，所述的蓄电池单体监测模块与所述的蓄电池组监测主机双向数据连接，所述的PTC放电负载模块与所述的蓄电池组监测主机双向数据连接。
[0023]这样可以将单体蓄电池的测量数据实时传到蓄电池单体监测模块，蓄电池组监测主机对测量的数据进行分析，发出命令，启动/关闭蓄电池单体监测模块，实现单体蓄电池的被动均衡，以及蓄电池组的定期维护。
[0024]池的被动均衡，以及蓄电池组的定期维护，所述的PTC放电负载模块为无线PTC放电负载模块，所述的无线PTC放电负载模块与所述的蓄电池组监测主机双向数据连接，无线PTC放电负载模块接收蓄电池组监测主机发送的命令，还可以定期启动/关闭蓄电池组的放电功能，进行蓄电池的定期维护。
[0025]采用上述技术方案，本实用新型的有益效果是:
[0026]1、实现了风力发电机蓄电池在线监测均衡，蓄电池组监测主机能与蓄电池单体监测模块双向通信